有机微量矿物质：最大限度利用植酸酶

摘  要：体外研究表明，与无机微量矿物质相比，有机微量矿物质能更好地激发植酸酶的活性。

关键词：植酸;植酸酶;有机微量矿物质

中图分类号：S816.72 文献标志码：C 文章编号：1001-0769（2019）07-0069-02

就目前来说，在单胃动物日粮中添加植酸酶已经相当普遍，其主要目的是释放谷物型日粮中与植酸结合的磷。单胃动物日粮中添加植酸酶的好处已经得到证实，它能够充分释放与植酸结合的磷来满足动物的需求，同时减少配方中无机磷的添加。最新的研究表明，按推荐量的3～5倍添加植酸酶（通常认为是超量添加）可以降低饲料中植酸的抗营养作用，额外提高磷的利用。

1  为什么要添加更多的植酸酶

尽管评定员仍在讨论超量添加的实际商业利益，但一些已发表的文献表明，超量添加植酸酶能够提高饲料转化率以及表观代谢能。植酸酶的活性与添加量无线性关系，即以两倍量添加，酶的活性也不会增加两倍。事实上，从数量关系上来讲，以500 FTU/kg的剂量为标准，增加一倍的用量，植酸酶的活性只增加30%，如继续加倍，酶的效率也只增加一半。因此，如果酶的活性与酶的添加量没有直接线性关系，那么究竟是饲料中的哪些因素限制了酶的效率呢？

2  并非所有植酸酶的效果都一样

目前市场上的植酸酶各有不同，这主要是由生物来源不同导致。无论这些植酸酶是来自天然真菌发酵还是异源表达系统，都定义了它们的作用方式，并决定了它们的水解方式以及水解程度。超剂量添加植酸酶的效果可通过植酸盐广泛的水解来评价，其中植酸酶处理的植酸盐产物可被进一步水解。与植酸类似，植酸盐产物也有抗营养的特性。从日粮角度来讲，其最大的缺点是影响、妨碍矿物质的吸收。因此，植酸酶的效率就成为影响饲料营养价值最重要的一个相关因素。

3  重新考量矿物质

为了达到超量添加的效果，需要保证最佳的植酸酶效果。虽然在日粮配制时我们能控制酶的来源、饲料谷物以及钙、磷的水平等，但其他必需的饲料成分已被证明与酶有相互作用，影响并通常抑制酶的活性，微量矿物质就是一个主要的方面。为了降低其潜在的对动物健康的不利影响，并且为使动物生产性能最大化，矿物质如铜和铁等已经作为常规的成分添加到饲料中，且其添加水平通常超过NRC推荐的添加量。虽然NRC于2012年更新了猪的营养需求，但许多营养需求的推荐量是以20年前的研究数据为基础。而在此期间，饲料工业有了长足的发展，特别是在微量矿物质领域。

4  并非所有矿物质的需求都一样

饲料中矿物质的形态和形式都不一样，常见 无机微量矿物质和有机微量矿物质两种形式。过去的几年里，有机微量元素背后的化学反应引起了行业的混乱，主要是由于涉及的术语繁多且不规范以及定义模糊。通常情况下，有机微量矿物质主要是指矿物质与有机分子（如氨基酸或肽）的结合产物。有机微量矿物质的一个主要特点是矿物质与有机键结合而增加了其稳定性。

5  矿物质的形式影响其质量

研究证明，有机微量矿物质在稳定性、沉积和生物利用度方面的优势使得其比无机微量矿物质的作用和效果更好。有机微量矿物质的这些优点减少了矿物质的摄入量，同时提高了矿物质的使用效果。有趣的是，最近的研究表明，日粮中的矿物质对植酸酶的活性有拮抗作用，矿物质的形式是影响酶效率的关键因素。5种不同商业植酸酶受铜影响的体外评估表明，有机铜和无机铜类似物中酶的功能存在显著差异。这项研究还发现，与推荐的等量无机微量矿物质相比，有机微量矿物质对植酸酶活性的影响只有前者的20%～50%。在铁上也观察到类似的表现，也就是说，有机微量矿物质对酶活性的抑制比无机微量矿物质小得多。根据植酸酶来源的不同，微量矿物质对酶活性影响的程度为10%～50%。虽然这些试验是在体外进行的，但这些发现为未来评估矿物酶相互作用对动物生产性能的影响提供了令人兴奋的见解。

6  理解饲料成分互作的重要性

胃液的酸性环境条件可使日粮中添加的矿物质以阳离子的形式释放，这取决于所使用的矿物质来源。无机微量矿物质很容易分解，而有机微量矿物质受胃酸影响较小，具体取决于有机键的类型。在解离形式下，矿物离子（如铜离子和铁离子等）很容易与饲料中的其他成分产生相互作用，其中最常见的组分是植酸。无机离子和植酸结合后形成不可溶性复合物，显著降低了矿物质的消化吸收并阻止了植酸酶与底物结合。然而，矿物离子与其他饲料成分之间的相互作用经常被忽略，例如带电的矿物质离子与植酸酶活性位点中的氨基酸反应，这是造成底物结合和降解的原因。

实际上，容易解离的矿物质可能对植酸酶的活性有双重作用，即可直接作用于酶的活位部位，又可间接地通过形成植酸和矿物质复合物来阻止酶与底物的结合。虽然这对未来植酸酶的研究提出了新的视角，但这些研究也证明了不同来源的矿物质对酶的活性影响非常大。

7  对于饲料配方的意义是什么

商业利润越来越受到整体效率而非单个销售情况的驱动，过量添加任何一种饲料成分的传统方法需要与当前对饲料成分相互作用的认识相平衡。已有研究表明，微量矿物质的形态会对许多商业植酸酶的功效产生巨大影响，从而可能降低磷的释放并阻碍矿物质的吸收利用。虽然目前饲料产业对是否超量添加植酸酶还争论不休，但现在最需要解决的是如何通过减少饲料各成分间的拮抗作用最大限度地發挥酶的作用。矿物质的形式不仅关系到酶的功能，还涉及其他高价值的饲料成分，如维生素和抗氧化剂。这些拮抗作用表明，在超量添加某一成分前，可以采取一些方法使饲料的成分更稳定。

有机微量矿物质以及外源酶技术的进步有助于饲料工业在饲料加工过程中，甚至早在饲料配方阶段，通过定制等方法，提高饲料的利用效率以及提升饲料的价值。

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